UA112710C2

UA112710C2 - WHEEL BRAKE DISC

Info

Publication number: UA112710C2
Application number: UAA201501897A
Authority: UA
Inventors: Крістіан Мосбах; Флоріан Вальтер
Original assignee: Кнорр-Бремзе Системе Фюр Шіненфарцойге Гмбх
Priority date: 2012-08-03
Filing date: 2013-07-23
Publication date: 2016-10-10
Also published as: BR112015002038A2; WO2014019895A1; AU2013298720B2; EP2880332A1; DE102012015378A1; CN104641141A; AU2013298720A1; JP6226984B2; US9669849B2; RU2015107225A; JP2015527540A; RU2644821C2; KR20150040303A; US20150232108A1; CN104641141B

Abstract

Колісний гальмівний диск для колеса рейкового транспортного засобу, де колесо рейкового транспортного засобу має колісний диск, до якого притискаються фрикційні кільця (4, 5), закріплені на колісному диску кріпильними засобами, де кожне фрикційне кільце (4, 5) має множину розміщених відповідно до потреби по його колу пружинних елементів (13, 34), причому пружинні елементи (13) у змонтованому стані колісного гальмівного диска (1) розташовані відповідно до потреби між фрикційними кільцями (4, 5) і колісним диском.Wheel brake disc for the wheel of a rail vehicle, where the wheel of the rail vehicle has a wheel disk, which is clamped to the friction rings (4, 5), fixed to the wheel disc by means of fixing, where each friction ring (4, 5) has a plurality the need for its circumference of the spring elements (13, 34), and the spring elements (13) in the mounted condition of the wheel brake disk (1) are arranged according to the need between the friction rings (4, 5) and the wheel disk.

Description

Даний винахід стосується колісного гальмівного диска, який відповідає обмежувальній частині пункту 1 Формули винаходу.The present invention relates to a wheel brake disc that corresponds to the restrictive part of clause 1 of the Formula of the invention.

Такого типу колісні гальмівні диски, які використовуються, наприклад, в рейкових транспортних засобах, є добре відомими із рівня техніки.Wheel brake discs of this type, which are used, for example, in rail vehicles, are well known in the prior art.

У ОБ 44 17 813 повідомлялося про фрикційні кільця, котрі центрувалися кулісними каменями, що діяли як фіксатори форми у радіальному напрямку, внаслідок чого центрування фрикційних кілець забезпечувалося також шляхом нагріву під час процесу гальмування. Для того щоб деформація фрикційних кілець внаслідок теплових напруг не викликала їхню конічну деформацію, фрикційні кільця обладнали ребрами охолодження, котрими ці кільця притискалися до колісного диска колеса залізничного транспортного засобу. При цьому кулісні камені мали інтегровані радіальні пружини у формі паралельних шпонок. Ці шпонки давали можливість здійснювати переміщення, зумовлене тепловим розширенням під час процесу гальмування. Для підвищення еластичності та зменшення залишкової деформації болтові сполучення, якими фрикційні кільця кріпилися на колісному диску, були обладнані конусоподібними затискними шайбами.In OB 44 17 813 it was reported about friction rings which were centered by rocker stones that acted as form-lockers in the radial direction, as a result of which the centering of the friction rings was ensured also by heating during the braking process. In order for the deformation of the friction rings due to thermal stresses not to cause their conical deformation, the friction rings were equipped with cooling ribs, which pressed these rings against the wheel disc of the wheel of the railway vehicle. At the same time, the rocker stones had integrated radial springs in the form of parallel keys. These keys allowed for movement due to thermal expansion during the braking process. In order to increase elasticity and reduce residual deformation, the bolted connections used to fasten the friction rings to the wheel disc were equipped with cone-shaped clamping washers.

На вирішення питання компенсації теплових напруг, що виникають внаслідок притоку тепла у процесі гальмування, був спрямований також патент ОЕ 42 11 847. У патенті ОЕ 42 11 847 було запропоновано, між засобами кріплення і стінками їхніх отворів вкладати центрувальні кільця з попереднім радіальним натягом, виконані із еластичного матеріалу, який від нагріву при робочій температурі гальмового диска втрачав свою консистенцію. При цьому центрувальні кільця розміщували у конструкційній деталі, котра при нагріванні розширялася. Теж саме відбувається і з фрикційними кільцями.Patent OE 42 11 847 was also aimed at solving the issue of compensation of thermal stresses arising as a result of heat inflow during the braking process. In patent OE 42 11 847, it was proposed to insert centering rings with preliminary radial tension between the means of fastening and the walls of their openings. made of an elastic material that lost its consistency due to heating at the operating temperature of the brake disc. At the same time, the centering rings were placed in the structural part, which expanded when heated. The same thing happens with friction rings.

У патенті ОЕ 100 47 980 також вказувалося, що для компенсації теплового розширення і скорочення існує потреба в радіальній рухливості з'єднувальних болтів відносно кулісних каменів, розташування яких згідно з винаходом було співвісним з цими з'єднувальними болтами.In patent OE 100 47 980 it was also indicated that to compensate for thermal expansion and contraction there is a need for radial mobility of the connecting bolts relative to rocker stones, the location of which according to the invention was coaxial with these connecting bolts.

Конструкція колісного гальмівного диска, в котрій колісний гальмівний диск монтується шляхом згвинчування двох фрикційних кілець з колісним диском, який займає положення, симетричне між двома фрикційними кільцями, має той недолік, що на болтове з'єднання обох фрикційних кілець колісного гальмівного диска під час гальмування діють додаткові теплові та механічні сили, викликані тепловим розширенням гальмівного диска.The design of the wheel brake disc, in which the wheel brake disc is mounted by screwing two friction rings with the wheel disc occupying a position symmetrical between the two friction rings, has the disadvantage that the bolted connection of both friction rings of the wheel brake disc is acted upon during braking additional thermal and mechanical forces caused by the thermal expansion of the brake disc.

Під впливом цих сил гальмівний диск деформується, "випинаючись" і розтягуючи на певну величину болти. У додаток гальмівний диск зсувається по колісному диску в радіальному напрямку назовні.Under the influence of these forces, the brake disc is deformed, "protruding" and stretching the bolts by a certain amount. In addition, the brake disc is shifted along the wheel disc in the radial direction outwards.

Через ці додаткові сили та зумовлений ними відносний рух диска з болтовим кріпленням виникають відповідні обмеження робочих характеристик відповідного колісного гальмівного диска, що стосуються інтенсивності гальмування та гальмової потужності. Дані параметри повинні лежати в інтервалі, що відповідає заданому строку служби гальмівного диска.Due to these additional forces and the resulting relative movement of the bolt-on disc, there are corresponding limitations on the performance characteristics of the respective wheel brake disc in terms of braking intensity and braking power. These parameters must lie in the interval that corresponds to the specified service life of the brake disc.

Гальмівний диск може, наприклад, під дією притискної сили болта і внаслідок радіального теплового розширення врізатися в колесо або в колісний диск. Звідси виникає небезпека надмірного зносу колісного диска, що може призводити до повної втрати сили попереднього натягу болтового з'єднання і, отже, до неможливості далі виконувати цим болтовим з'єднанням своєї функції.The brake disc can, for example, under the influence of the clamping force of the bolt and due to radial thermal expansion, crash into the wheel or the wheel disc. Hence there is a danger of excessive wear of the wheel disc, which can lead to a complete loss of the pre-tensioning force of the bolted connection and, therefore, to the impossibility of this bolted connection continuing to perform its functions.

Крім того, додаткові циклічні поздовжні подовження болта під дією термомеханічних напружень фрикційних кілець можуть призводити до утомного руйнування болта.In addition, additional cyclic longitudinal elongation of the bolt under the influence of thermomechanical stresses of the friction rings can lead to fatigue failure of the bolt.

Таким чином, з огляду на вищевикладене, перед даним винаходом було поставлене завдання створити колісний гальмівний диск, який би був позбавлений перелічених вище вад відомого рівня техніки.Thus, in view of the above, the present invention was faced with the task of creating a wheel brake disc, which would be devoid of the above-listed defects of the known state of the art.

Поставлене завдання вирішується даним винаходом у створеному ним колісному гальмівному диску для колеса рейкового транспортного засобу, де кожне фрикційне кільце має множину розташованих відповідно до потреби по колу фрикційного кільця пружинних елементів, де у змонтованому стані колісного гальмівного диска зазначені пружинні елементи розміщені відповідно до потреби між відповідним фрикційним кільцем і колісним диском.The task is solved by this invention in the wheel brake disc created by him for the wheel of a rail vehicle, where each friction ring has a plurality of spring elements located according to the need around the circumference of the friction ring, where in the assembled state of the wheel brake disc, the said spring elements are placed according to the need between the corresponding friction ring and wheel disc.

В основу даного винаходу покладена ідея виготовлення колісного гальмівного диска таким чином, щоб первинні болтові з'єднання, тобто ті, котрими фрикційні кільця з'єднуються з колісним диском, були вільними від відносних рухів, зумовлених термомеханічними напруженнями, і завдяки цьому пружинні елементи компенсували деформацію.The basis of this invention is the idea of manufacturing a wheel brake disc in such a way that the primary bolt connections, i.e. those by which the friction rings are connected to the wheel disc, are free from relative movements caused by thermomechanical stresses, and due to this, the spring elements compensate for the deformation .

Пружинний елемент згідно з винаходом виконаний таким чином, що всі породжувані відносні рухи у підсумку лежать в інтервалі пружної деформації пружинних елементів. Інакше кажучи, 60 первинне болтове з'єднання колісного гальмівного диска і, отже, також пружинні елементи не зазнають жодних відносних рухів в напрямку колісного диска, які б виходили за межі сполучення з ним.The spring element according to the invention is made in such a way that all generated relative movements ultimately lie in the interval of elastic deformation of the spring elements. In other words, the primary bolted connection of the wheel brake disc 60 and, therefore, also the spring elements do not undergo any relative movements in the direction of the wheel disc, which would go beyond the connection with it.

Крім того, конструкція пружинних елементів згідно з винаходом дозволяє прикладати до них максимальний дотичний момент інерції на одиницю поверхні і знизити до зневажливо малої величини деформацію кріпильних елементів від гальмового моменту, але при цьому допускає радіальне теплове розширення, тобто паралельний зсув поверхні тертя убік колеса під дією теплових напружень.In addition, the design of the spring elements according to the invention allows applying to them the maximum tangential moment of inertia per unit surface and reducing the deformation of the fastening elements from the braking moment to a negligibly small value, but at the same time allows radial thermal expansion, that is, a parallel shift of the friction surface to the side of the wheel under the action thermal stresses.

Інші кращі варіанти здійснення колісного гальмівного диска згідно з винаходом розкриті в залежних пунктах Формули винаходу.Other preferred embodiments of the wheel brake disc according to the invention are disclosed in the dependent clauses of the Formula of the invention.

Нижче більш докладно розглянуто деякі приклади здійснення колісного гальмівного диска згідно з винаходом з поясненнями на доданих фігурах креслення, де показані:Some examples of the implementation of the wheel brake disc according to the invention are considered in more detail below with explanations in the attached drawing figures, which show:

Фіг. 1 - вигляд спереду колісного гальмівного диска відповідно до рівня техніки (фіг. 1), де фрикційні кільця утримуються болтовими кріпленнями і центровані за допомогою кулісного каменя;Fig. 1 - a front view of a wheel brake disc according to the prior art (Fig. 1), where the friction rings are held by bolt fasteners and centered with the help of a rocker stone;

Фіг. 2 - вигляд у розрізі колісного гальмівного диска відповідно до рівня техніки (фіг. 1), де фрикційні кільця утримуються болтовими кріпленнями і центровані за допомогою кулісного каменя;Fig. 2 - a sectional view of a wheel brake disc according to the state of the art (Fig. 1), where the friction rings are held by bolt fasteners and centered using a rocker stone;

Фіг. З - ще один вигляд у розрізі колісного гальмівного диска відповідно до рівня техніки (фіг. 1), де фрикційні кільця утримуються болтовими кріпленнями і центровані за допомогою кулісного каменя;Fig. C is another sectional view of a wheel brake disc according to the state of the art (Fig. 1), where the friction rings are held by bolt fasteners and centered with a rocker stone;

Фіг. 4 - вигляд в аксонометрії спереду фрикційного кільця з установленими на ньому стрічкоподібними пружинними елементами колісного гальмівного диска згідно з винаходом;Fig. 4 - isometric view from the front of the friction ring with the tape-like spring elements of the wheel brake disk according to the invention installed on it;

Фіг. 5 - збільшений вигляд спереду з розрізом частини фрикційного кільця, зображеного на фіг. 4, зі стрічкоподібними пружинними елементами в одному із варіантів їх виконання на колісному гальмівному диску згідно з винаходом;Fig. 5 - enlarged front view with a section of a part of the friction ring shown in fig. 4, with ribbon-like spring elements in one of the variants of their implementation on a wheel brake disc according to the invention;

Фіг. б - вигляд в аксонометрії спереду одного із варіантів виконання стрічкоподібного пружинного елемента колісного гальмівного диска згідно з винаходом;Fig. b - axonometric view from the front of one of the variants of the ribbon-like spring element of the wheel brake disc according to the invention;

Фіг. 7 - вигляд в аксонометрії спереду фрикційного кільця з встановленими на ньому стрічкоподібними пружинними елементами в ще одному із варіантів виконання колісного гальмівного диска згідно з винаходом;Fig. 7 - axonometric view of the front of the friction ring with ribbon-like spring elements installed on it in another version of the wheel brake disc according to the invention;

Фіг. 8 - збільшений вигляд спереду з розрізом частини фрикційного кільця, зображеного на фіг. 7, зі стрічкоподібними пружинними елементами в ще одному із варіантів їх виконання на колісному гальмівному диску згідно з винаходом;Fig. 8 is an enlarged front view with a section of a part of the friction ring shown in fig. 7, with ribbon-like spring elements in another version of their implementation on a wheel brake disc according to the invention;

Фіг. 9 - вигляд в аксонометрії спереду ще одного із варіантів виконання стрічкоподібного пружинного елемента колісного гальмівного диска згідно з винаходом.Fig. 9 - axonometric view from the front of another variant of the ribbon-like spring element of the wheel brake disc according to the invention.

На фіг.1, 2 і З показана принципова конструкція колісного гальмівного диска 1, що відповідає рівню техніки та особливо широко застосовується в рейкових транспортних засобах.Figures 1, 2 and C show the basic design of the wheel brake disc 1, which corresponds to the state of the art and is particularly widely used in rail vehicles.

До диска 2 колеса З рейкового транспортного засобу з двох сторін, симетрично відносно осі симетрії диска 2 колеса, прикріплено по одному фрикційному кільцю 4, 5. Фрикційні кільця 4, 5 притискаються при цьому до колісного диска 2 ребрами 6. Фрикційні кільця 4, 5 скріплені з колісним диском 2 болтами, котрі виконані як різьбові розтяжки. Для того щоб теплове розширення цього болтового сполучення звести до мінімуму, голівка 7 болта спирається на втулку 8, котра вкладена крізь гніздо у фрикційному кільці 5. Гайка 9 також виконана у формі втулки, вкладеної крізь гніздо у фрикційне кільце 4. Сухар цього сполучення виконаний у формі окремого кулісного каменя 10.One friction ring 4, 5 is attached to the wheel disc 2 of the Z rail vehicle from two sides, symmetrically relative to the axis of symmetry of the wheel disc 2. The friction rings 4, 5 are pressed against the wheel disc 2 by ribs 6. The friction rings 4, 5 are fastened with a wheel disc 2 bolts, which are made as threaded extensions. In order to minimize the thermal expansion of this bolt connection, the head 7 of the bolt rests on the sleeve 8, which is inserted through the socket in the friction ring 5. The nut 9 is also made in the form of a sleeve, inserted through the socket in the friction ring 4. The cracker of this connection is made in in the form of a separate cobble stone 10.

На фіг. 4 і 5, як приклад, показаний вигляд в аксонометрії спереду фрикційного кільця 4, 5 з вкладеними в нього пружинними елементами 13 колісного гальмівного диска 1 згідно з винаходом. Фрикційне кільце 4, 5 має розташовані з боку колісного диска ребра або виступи 14, 15, 16, 17, 18, 19 різноманітних геометричних форм, які відносно колісного диска встановлені у радіальному напрямку і простягаються по суті в осьовому напрямку. Ребра або виступи 14, 15, 16, 17, 18, 19 упорядковані у два, періодично повторювані шаблони, які розподіляються по колу кожного фрикційного кільця 4, 5 у цілочисловій, наприклад б-кратній, кількості. При цьому перший шаблон складається із ребер 14, 15 і 16, а другий шаблон - із виступів 17, 18 і 19. Ці шаблони відділені один від одного пружинними елементами 13. Таким чином, у кращому варіанті при б6-кратному повторюванні цих пар шаблонів, для відокремлення цих шаблонів один від одного по колу фрикційного кільця 4, 5 рівномірно розташовуються 12 пружинних елементів.In fig. 4 and 5, as an example, shows a perspective view from the front of the friction ring 4, 5 with the spring elements 13 of the wheel brake disc 1, according to the invention, inserted into it. The friction ring 4, 5 has ribs or protrusions 14, 15, 16, 17, 18, 19 of various geometric shapes located on the side of the wheel disc, which are installed in the radial direction relative to the wheel disc and extend essentially in the axial direction. Ribs or protrusions 14, 15, 16, 17, 18, 19 are arranged in two, periodically repeating patterns, which are distributed around the circumference of each friction ring 4, 5 in an integer, for example b-fold, amount. At the same time, the first template consists of ribs 14, 15 and 16, and the second template - from protrusions 17, 18 and 19. These templates are separated from each other by spring elements 13. Thus, in the best version, when these pairs of templates are repeated b6 times, to separate these templates from each other, 12 spring elements are evenly located along the circumference of the friction ring 4, 5.

У принципі згідно з даним винаходом кількість пружинних елементів 13, розташованих по колу фрикційного кільця 4, 5, може бути і меншою або більшою дванадцяти, якщо кількість пар шаблонів буде, відповідно, меншою або більшою шести.In principle, according to the present invention, the number of spring elements 13, located around the circumference of the friction ring 4, 5, can be less or more than twelve, if the number of pairs of templates is, respectively, less or more than six.

Геометричну форму ребер або виступів 14, 15, 16, 17, 18, 19 вибирають таким чином, щоб можна було забезпечити якомога більш однорідну загальну деформацію фрикційного кільця 4, 5, зумовлену теплом, що надходить від процесу гальмування в осьовому відносно колеса З напрямку. Крім того, геометричну форму ребер або виступів 14, 15, 16, 17, 18, 19 вибирають таким чином, щоб при обертанні колеса З забезпечувався якомога більший тепловідвід шляхом корекції. Поряд з цим, принциповим стосовно геометричної форми ребер або виступів 14, 15, 16, 17, 18, 19 є те, щоб вони прилягали до диска 2 колеса лише відповідними своїми кінцями 20, забезпечуючи, таким чином, мінімальне зниження передачі тепла від фрикційних кілець 4, 5 колісному диску 2.The geometric shape of the ribs or protrusions 14, 15, 16, 17, 18, 19 is chosen in such a way that it is possible to ensure as uniform as possible the overall deformation of the friction ring 4, 5, caused by the heat coming from the braking process in the axial direction relative to the wheel Z. In addition, the geometric shape of the ribs or protrusions 14, 15, 16, 17, 18, 19 is chosen in such a way that during the rotation of the wheel C, the greatest possible heat dissipation is ensured by correction. Along with this, it is fundamental in relation to the geometrical shape of the ribs or protrusions 14, 15, 16, 17, 18, 19 that they abut the disc 2 of the wheel only with their respective ends 20, thus ensuring a minimal reduction in heat transfer from the friction rings 4, 5 wheel disc 2.

Шаблон, побудований із ребер 14, 15 і 16, є симетричним і має вісь симетрії, що є віссю симетрії ребра 15. Ребро 15 є саме тим ребром, що лежить у радіальному напрямку по відношенню до колеса 3. Ребро 15 у його середній частині має меншу висоту, ніж обидва його кінці 20. Таким чином, ребро 15 торкається колісного диска 2 лише своїми кінцями 20. З обох сторін ребра 15 на певній відстані від нього розміщені ребра 14 і 16. Ребра 14 і 16 мають кожне вигнуту частину, висота котрої є меншою висоти кінців 20 кожного із них. Середні заглиблені частини ребер 14 і 16 простягаються від вигинів далі, в напрямку відповідних кінців 20 цих ребер. Піки вигинів середніх частин ребер 14 і 16 повернуті убік ребра 15, утворюючи симетричний шаблон, лінією симетрії якого є лінія симетрії ребра 15.The pattern constructed from the ribs 14, 15 and 16 is symmetrical and has an axis of symmetry which is the axis of symmetry of the rib 15. The rib 15 is precisely the rib that lies in the radial direction with respect to the wheel 3. The rib 15 in its middle part has lower height than both of its ends 20. Thus, the rib 15 touches the wheel disc 2 only with its ends 20. On both sides of the rib 15 at a certain distance from it, the ribs 14 and 16 are placed. The ribs 14 and 16 each have a curved part, the height of which is the smaller height of the ends of 20 of each of them. The middle recessed parts of the ribs 14 and 16 extend from the bends further, in the direction of the respective ends 20 of these ribs. The peaks of the bends of the middle parts of the ribs 14 and 16 are turned to the side of the rib 15, forming a symmetrical pattern, the line of symmetry of which is the line of symmetry of the rib 15.

Шаблон, утворений виступами або ребрами 17, 18 і 19, є симетричним і має лінію симетрії, яка є лінією симетрії ребра 18. Ребро 18 має середню частину у формі виступу і в цілому простягається відносно колеса З уздовж прямої в радіальному напрямку. У середній частині ребро 18 має меншу висоту ніж обидва його кінці 20 і, таким чином, контактує з колісним диском 2 лише кінцями 20. Заглиблена середня частина ребра 18 має східці, котрими обмежується середня частина у формі виступу ребра 18, яка є менш низькою, ніж обидві частини ребра, які відходять від середньої частини ребра 18 у формі виступу. У середній частині цього ребра, яка має форму виступу, проходить паз, ширина котрого відповідає ширині тих частин ребра, які розташовані за межами середньої частини ребра 18. З обох боків ребра 18 розміщені пари виступів 17 і 19. Геометрична форма обох пар виступів 17, 19 відповідає формі ребер 15, де висота середньої частини пари виступів 17 і 19 збігається з висотою повернутої у бік колісногоThe pattern formed by the protrusions or ribs 17, 18 and 19 is symmetrical and has a line of symmetry which is the line of symmetry of the rib 18. The rib 18 has a middle part in the form of a protrusion and generally extends relative to the wheel C along a straight line in the radial direction. In the middle part, the rib 18 has a lower height than both of its ends 20 and thus contacts the wheel disc 2 only at the ends 20. The recessed middle part of the rib 18 has steps which limit the middle part in the form of a ridge of the rib 18, which is less low, than both parts of the rib, which depart from the middle part of the rib 18 in the form of a protrusion. In the middle part of this rib, which has the shape of a protrusion, there is a groove, the width of which corresponds to the width of those parts of the rib that are located outside the middle part of the rib 18. On both sides of the rib 18, pairs of protrusions 17 and 19 are placed. The geometric shape of both pairs of protrusions 17, 19 corresponds to the shape of the ribs 15, where the height of the middle part of the pair of protrusions 17 and 19 coincides with the height of the one turned towards the wheel

Зо диска площини відповідного фрикційного кільця 4, 5, із котрої здіймаються ребра або виступи 14, 15, 16, 17, 18 і 19, тобто де замість суцільного ребра здіймаються лише дві пари виступів 17 і 19. Внутрішні частини кожної із пар виступів 17, 19 мають меншу висоту, ніж кінцеві частини 20 відповідних виступів, завдяки чому у змонтованому стані відповідного фрикційного кільця 4, 5 лише кінцеві частини 20 цих виступів приходять у контакт з колісним диском 2.From the disk of the plane of the corresponding friction ring 4, 5, from which the ribs or protrusions 14, 15, 16, 17, 18 and 19 rise, that is, where instead of a solid rib, only two pairs of protrusions 17 and 19 rise. The inner parts of each of the pairs of protrusions 17, 19 have a lower height than the end parts 20 of the corresponding protrusions, due to which, in the assembled state of the corresponding friction ring 4, 5, only the end parts 20 of these protrusions come into contact with the wheel disc 2.

Заглиблені частини ребер 14, 15 і 16, заглиблені ділянки обох частин кожного ребра 18, які лежать за межами середньої його частини, що має форму виступу, а також заглиблені ділянки пар виступів 17 і 19 - всі мають ідентичне зниження відносно площини контакту фрикційного кільця 4, 5 з колісним диском 2 та ідентичну ширину відносно ширини фрикційного кільця 4, 5 уздовж радіуса колеса 2. Ці заглиблення, крім того, виконуються симетричними по ширині фрикційного кільця 4, 5 і таким чином, щоб площини контакту ребер або виступів 14, 15, 16, 17, 18 ї 19 були якомога меншими, але при цьому достатніми для того, щоб тиск на одиницю поверхні між фрикційним кільцем 4, 5 і колісним диском 2 витримувався в прийнятних межах.The recessed parts of the ribs 14, 15 and 16, the recessed areas of both parts of each rib 18, which lie beyond the middle part of it, which has the form of a protrusion, as well as the recessed areas of pairs of protrusions 17 and 19 - all have an identical decrease relative to the contact plane of the friction ring 4 , 5 with the wheel disk 2 and the identical width relative to the width of the friction ring 4, 5 along the radius of the wheel 2. These recesses, in addition, are made symmetrical in the width of the friction ring 4, 5 and in such a way that the contact planes of the ribs or protrusions 14, 15, 16, 17, 18 and 19 were as small as possible, but at the same time they were sufficient so that the pressure per unit surface between the friction ring 4, 5 and the wheel disk 2 was maintained within acceptable limits.

Відповідно до обставин, у варіанті виконання колісного гальмівного диска 1 згідно з винаходом, показаному на фіг. 4, 5 і б, між ребрами або виступами 16 і 17, а також між виступами або ребрами 19 і 14 на фрикційних кільцях 4, 5 передбачені пари виступів 21 і 22. У виступі 21 обробленою є сторона, зовнішня в радіальному напрямку колеса 3, у той час як у виступі 22 обробленою є сторона, внутрішня в радіальному напрямку колеса 3. При цьому обмеження обробки в осьовому напрямку забезпечується масивною частиною відповідного фрикційного кільця 4, 5, для чого в осьовому напрямку передбачений уступ оброблюваної площини.According to the circumstances, in the embodiment of the wheel brake disc 1 according to the invention, shown in fig. 4, 5 and b, between the ribs or protrusions 16 and 17, as well as between the protrusions or ribs 19 and 14 on the friction rings 4, 5, pairs of protrusions 21 and 22 are provided. In the protrusion 21, the side that is external in the radial direction of the wheel 3 is machined. while in the protrusion 22, the inner side in the radial direction of the wheel 3 is processed. At the same time, the limitation of the processing in the axial direction is provided by a massive part of the corresponding friction ring 4, 5, for which a ledge of the processed plane is provided in the axial direction.

Пружинний елемент 13 у варіанті виконання, ілюстрованому окремо на фіг. б, виконується шляхом гнуття листового або стрічкового матеріалу і має геометричну форму, яка складається по суті із трьох площинних ділянок 23, 24 і 25, з'єднаних між собою двома западинами 26 і 27.The spring element 13 in the embodiment illustrated separately in fig. b, is performed by bending sheet or strip material and has a geometric shape, which essentially consists of three planar sections 23, 24 and 25, connected to each other by two depressions 26 and 27.

На кінцях пружинний елемент 13 має ніжки 28 і 29. Площинні ділянки 23, 24 і 25 прилягають усі до однієї горизонтальної площини, і так само - у змонтованому стані колісного гальмівного диска 1 на колісному диску 2. Ніжки 28 і 29 своїми 90" загинами утримуються на відповідних зовнішніх площинних ділянках 23, 25 і мають довжину уздовж осі колеса З більше глибини ї западин 26, 27 пружинного елемента 13. Завдяки цьому западини своїми донними частинами не прилягають до відповідних їм фрикційних кілець 4, 5. Геометрична форма даного пружинного бо елемента 13 наділяє його віссю симетрії, що проходить вертикально крізь площинну ділянку 24 цього пружинного елемента. Проте цілком допустимими є також варіанти з несиметричними пружинними елементами 13. Отвір 30, вісь симетрії якого у варіанті, показаному на фіг. 4 і фіг. 5, збігається з віссю симетрії пружинного елемента 13, служить для пропускання в нього кріпильного болта (на кресленні не показаний), яким у змонтованому на фрикційному кільці 4, 5 стані забезпечуються утримування фрикційного кільця 4, 5 на колісному диску 2 та первинне болтове скріплювання фрикційного кільця 4, 5 з колісним диском 2. У відповідності з цим фрикційні кільця 4, 5 також мають співвісний з отвором 30 отвір 31.At the ends, the spring element 13 has legs 28 and 29. The flat sections 23, 24 and 25 are all adjacent to the same horizontal plane, and likewise - in the assembled state of the wheel brake disc 1 on the wheel disc 2. The legs 28 and 29 are held by their 90" bends on the corresponding outer plane sections 23, 25 and have a length along the axis of the wheel Z greater than the depth of the depressions 26, 27 of the spring element 13. Thanks to this, the depressions with their bottom parts do not adjoin the corresponding friction rings 4, 5. The geometric shape of this spring element 13 endows it with an axis of symmetry passing vertically through the planar section 24 of this spring element. However, variants with asymmetric spring elements 13 are also quite acceptable. The opening 30, the axis of symmetry of which in the variant shown in Fig. 4 and Fig. 5 coincides with the axis symmetry of the spring element 13, serves to pass through it a fastening bolt (not shown in the drawing), which in the mounted on the friction ring 4, 5 in this condition, the retention of the friction ring 4, 5 on the wheel disc 2 and the primary bolt fastening of the friction ring 4, 5 to the wheel disc 2 are ensured. In accordance with this, the friction rings 4, 5 also have a hole 31 coaxial with the hole 30.

На оброблені поверхні виступів 21, 22 в напрямку осі колеса З спираються відповідні ніжки 28, 29 пружинного елемента 13, котрими забезпечується обмеження пружинного елемента 13 зовні в радіальному напрямку колеса 3. Крім того, ніжками 28, 29 через наявні в них відповідні отвори 32, 33 пружинний елемент 13 за допомогою відповідних кріпильних елементів (не показані) з'єднується з виступами 21, 22.The corresponding legs 28, 29 of the spring element 13 rest on the machined surfaces of the protrusions 21, 22 in the direction of the axis of the wheel Z, which ensure the limitation of the spring element 13 from the outside in the radial direction of the wheel 3. In addition, the legs 28, 29 through the corresponding holes 32 present in them, 33, the spring element 13 is connected to the protrusions 21, 22 with the help of appropriate fasteners (not shown).

Пружинний елемент 13 згідно з винаходом виконується таким чином, щоб усі його можливі відносні рухи у підсумку не виходили за межі його пружної деформації. Завдяки цьому первинне болтове кріплення колісного гальмівного диска 1 забезпечує відсутність відносного руху в напрямку, паралельному колісному диску 2, і, таким чином, повністю запобігає зносу останнього.The spring element 13 according to the invention is made in such a way that all its possible relative movements ultimately do not exceed the limits of its elastic deformation. Thanks to this, the primary bolting of the wheel brake disc 1 ensures the absence of relative movement in the direction parallel to the wheel disc 2, and thus completely prevents wear of the latter.

Крім того, пружинні елементи 13 згідно з винаходом виконуються таким чином, щоб вони могли працювати з максимальним питомим дотичним моментом на одиницю поверхні і, таким чином, пружинні елементи 13 під впливом гальмівного моменту зазнавали лише зневажливо малої деформації, але щоб при цьому, все ж таки, допускалося радіальне теплове розширення, тобто паралельне переміщення поверхні тертя до колеса внаслідок теплового навантаження.In addition, the spring elements 13 according to the invention are made in such a way that they can work with the maximum specific tangential moment per unit area and, thus, the spring elements 13 under the influence of the braking moment undergo only negligibly small deformation, but that at the same time, nevertheless still, radial thermal expansion was allowed, i.e. parallel movement of the friction surface to the wheel due to thermal load.

На фіг. 7 ілюстрований ще один варіант виконання фрикційного кільця 4, 5 з пружинними елементами 34 для колісного гальмівного диска 1 згідно з даним винаходом.In fig. 7 illustrates another version of the friction ring 4, 5 with spring elements 34 for the wheel brake disc 1 according to the present invention.

У порівнянні з варіантом виконання пружинного елемента 13, ілюстрованим на фіг. 4,516, пружинний елемент 34, котрий так само виконується шляхом згинання листового або стрічкового матеріалу і також має площинні ділянки 24, 25 і 26, проте у нього площинна ділянка 25 є вищою, ніж площинні ділянки 24 і 26, і, таким чином, пружинний елемент 34 у змонтованому стані колісного гальмівного диска 1 прилягає до колісного диска 2 лише ділянкою 25. Крім того, у новому варіанті площинні ділянки відділені одна від одної не западинами 26, 27, а переходами і 36, котрі з'єднують площинну ділянку 25 з площинними ділянками 24 і 26, які мають іншу висоту.In comparison with the version of the spring element 13, illustrated in fig. 4,516, a spring element 34, which is also made by bending sheet or strip material and also has planar sections 24, 25 and 26, but has a planar section 25 higher than the planar sections 24 and 26, and thus the spring element 34 in the assembled state of the wheel brake disc 1 is adjacent to the wheel disc 2 only by section 25. In addition, in the new version, the planar sections are separated from each other not by depressions 26, 27, but by transitions and 36, which connect the planar section 25 with the planar sections 24 and 26, which have a different height.

Площинні ділянки 24 і 26 пружинного елемента 34 мають на кінцях принаймні дві вільні складки 37 стрічкової сталі, які орієнтовані в напрямку осі колеса і працюють як пружини. 35 Складки 37 завершуються з обох сторін вільними кінцями 38, 39, які заливаються в матеріал фрикційного кільця 4, 5, стаючи з ним з'єднаними в інтегральному сполученні. Це дозволяє обійтись без окремого кріплення пружинного елемента 34 на виступах 21, 22, яке застосовується у пружинному елементі 13.Flat sections 24 and 26 of the spring element 34 have at the ends at least two free folds 37 of strip steel, which are oriented in the direction of the wheel axis and work as springs. 35 Folds 37 end on both sides with free ends 38, 39, which are poured into the material of the friction ring 4, 5, becoming integrally connected with it. This allows you to do without a separate fastening of the spring element 34 on the protrusions 21, 22, which is used in the spring element 13.

Є можливим також варіант здійснення даного винаходу (тут не представлений), де пружинні елементи 34 зливаються з фрикційними кільцями 4, 5 в єдине ціле через відповідні осердя. Цей варіант є можливим, зокрема, у випадку виготовлення фрикційних кілець 4, 5 із пластичного ливарного матеріалу, наприклад, чавуну з кульковим графітом.It is also possible to implement this invention (not presented here), where the spring elements 34 merge with the friction rings 4, 5 into a single entity through the corresponding cores. This option is possible, in particular, in the case of production of friction rings 4, 5 from plastic casting material, for example, cast iron with spherical graphite.

Для поліпшення звукопоглинальних властивостей фрикційних кілець 4, 5 пружинні елементи 13 ї 34 згідно з винаходом можна виконувати також двошаровими. При такій конструкції два шари пружинного елемента ефективно поглинатимуть вібрацію фрикційних кілець 4, 5, що виникає у процесі гальмування, і викликані цим звуки, що поширюються у твердому тілі.To improve the sound-absorbing properties of the friction rings 4, 5, the spring elements 13 and 34 according to the invention can also be double-layered. With this design, the two layers of the spring element will effectively absorb the vibration of the friction rings 4, 5, which occurs during the braking process, and the resulting sounds propagating in the solid body.

Позначення на кресленнях 1 Колісний гальмівний диск 2 Колісний дискMarkings on the drawings 1 Wheel brake disc 2 Wheel disc

З Колесо 4 Фрикційне кільце 5 Фрикційне кільце 6 Ребро 7 Голівка болта 8 Втулка 9 Гайка 10 Кулісний камінь 11 Гайка 12 Кільце бо 13 Пружинний елементZ Wheel 4 Friction ring 5 Friction ring 6 Rib 7 Bolt head 8 Bushing 9 Nut 10 Rocker stone 11 Nut 12 Bo ring 13 Spring element

14 Ребро 15 Ребро 16 Ребро 17 Пара виступів 18 Ребро 19 Пара виступів 20 Кінець 21 Виступ 22 Виступ 23 Площинна ділянка 24 Площинна ділянка 25 Площинна ділянка 26 Западина 21 Западина 28 Ніжка 29 Ніжка 30 Отвір 31 Отвір 32 Отвір 33 Отвір 34 Пружинний елемент 35 Перехід 36 Перехід 37 Складка 38 Вільний кінець 39 Вільний кінець14 Rib 15 Rib 16 Rib 17 Pair of protrusions 18 Rib 19 Pair of protrusions 20 End 21 Protrusion 22 Protrusion 23 Flat section 24 Flat section 25 Flat section 26 Recess 21 Recess 28 Leg 29 Leg 30 Hole 31 Hole 32 Hole 33 Hole 34 Spring element 35 Transition 36 Transition 37 Fold 38 Free end 39 Free end

Claims

FORMULA OF THE INVENTION Zo 1. Wheel brake disc (1) for a wheel (3) of a rail vehicle, where the wheel (3) has a wheel disc (2) against which the friction rings (4, 5) fixed on the wheel disc (2) are pressed fastening means, which is characterized by the fact that each friction ring (4, 5) has a plurality of spring elements (13, 34) placed around its circumference, where the specified spring elements (13, 34) in the assembled state of the wheel brake disc (1) are located respectively 35 as needed between the friction rings (4, 5) and the wheel disc (2), while the friction rings (4, 5) have ribs or protrusions (14, 15, 16, 17, 18, 19) as needed, and the specified the ribs or protrusions are represented by two different patterns.

2. The wheel brake disc (1) according to claim 1, which is characterized in that the spring elements (13, 34) are located in places where at least one friction ring (4, 5) is connected to the wheel disc 40 (2) by a fastening element .

3. Wheel brake disk (1) according to claim 1 or claim 2, which is characterized by the fact that the spring elements (13, 34) are made in a ribbon-like form.

4. Wheel brake disc (1) according to one of claims 1-3, which is characterized by the fact that the spring elements (13, 34) are uniformly located around the circumference of at least one friction ring (4, 5). 45 5. Wheel brake disc (1) according to one of claims 1-4, which is characterized by the fact that twelve spring elements (13,

34).

6. Wheel brake disk (1) according to one of claims 1-4, which is characterized in that the number of spring elements (13, 34) located around the circumference of at least one friction ring (4, 5), 50 is expressed as a natural number greater than zero.

7. Wheel brake disc (1) according to one of claims 1-6, characterized in that the spring elements (13, 34) are dynamically connected as needed to the friction ring (4, 5) in the assembled state of the wheel brake disc (1).

8. Wheel brake disc (1) according to one of claims 1-7, which is characterized by the fact that the spring elements (13, 34) rest on the protrusions (21, 22).

9. Wheel brake disc (1) according to one of claims 1-8, which is characterized by the fact that the spring elements (13, 34) rest on projections (21, 22), which, as needed, are located on the friction ring (4, 5) .

10. Wheel brake disc (1) according to one of claims 1-9, characterized in that the protrusions (21, 22), which are located on the friction ring (4, 5) as needed, are connected to the friction ring (4 , 5) in one solid part.

11. Wheel brake disc (1) according to one of claims 1-6, characterized in that the spring elements (13, 34) are connected to the friction ring (4, 5) in an integral connection as required.

12. The wheel brake disc (1) according to claim 11, which is characterized in that the spring elements (13, 34) are connected to the friction ring (4, 5) in an integral connection by casting as needed.

13. Wheel brake disc (1) according to one of claims 1-12, characterized in that at least one pattern of ribs or protrusions (14, 15, 16, 17) is evenly distributed around the circumference of the friction ring (4, 5) as needed , 18, 19).

14. Wheel brake disc (1) according to one of claims 1-13, characterized in that at least one pattern of ribs or protrusions (14, 15, 16, 17, 18, 19) is distributed six times around the circumference of the friction ring as needed (4, 5).

15. Wheel brake disc (1) according to one of claims 1-14, which is characterized by the fact that two different patterns of ribs and protrusions (14, 15, 16, 17, 18, 19) are distributed around the circumference of the friction ring (4, 5) ), which alternately take positions in accordance with the need before the position of the spring element (13, 34) or after it.

16. Wheel brake disk (1) according to one of claims 1-15, which is characterized by the fact that the ribs and protrusions (14, 15, 16, 17, 18, 19) are located around the circumference of the friction ring (4, 5) according to the need in the radial direction relative to the wheel (3).

17. Wheel brake disk (1) according to one of claims 1-16, which is characterized by the fact that the ribs and protrusions (14, 15, 16, 17, 18, 19) are located around the circumference of the friction ring (4, 5) according to the need with radial orientation in the radial direction relative to the wheel (3).

18. Wheel brake disk (1) according to one of claims 1-17, which is characterized by the fact that the ribs and protrusions (14, 15, 16, 17, 18, 19) are located around the circumference of the friction ring (4, 5) according to the need symmetrically along the width of the friction ring (4, 5).

19. Wheel brake disc (1) according to one of claims 1-18, which is characterized by the fact that the ribs and ZO protrusions (14, 15, 16, 17, 18, 19), distributed along the circumference of the friction ring (4, 5), manufactured in the original process as a single solid part with each friction ring (4, 5).

20. Wheel brake disc (1) according to one of claims 1-19, which is characterized in that the ribs and protrusions (14, 15, 16, 17, 18, 19) have the same height at their ends (20).

21. Wheel brake disc (1) according to one of claims 1-20, characterized in that the ribs and protrusions (14, 15, 16, 17, 18, 19) between their respective ends (20) have a height less than the height of their corresponding ends (20).

22. Wheel brake disk (1) according to one of claims 1-21, which is characterized by the fact that the friction rings (4, 5) are abutted by the ends (20) of the ribs and protrusions (14, 15, 16, 17, 18, 19) to the wheel disk (2) of the wheel (1).

23. Wheel brake disc (1) according to one of claims 1-22, which is characterized in that the spring elements (13, 34) have a two-layer construction.

24. Wheel brake disc (1) according to one of claims 1-23, characterized in that the spring element (34) has at least one free fold (37).

25. The wheel brake disc (1) according to one of claims 1-24, which is characterized in that the spring element (13, 34) in the assembled state of the wheel brake disc (1) adjoins the disc (2) by at least one planar section (23, 24, 25).

26. The wheel brake disc (1) according to one of claims 1-25, which is characterized in that the spring element (13, 34) is made in such a way that its maximum moment of inertia acts in the direction of the tangent to the wheel brake disc (1).

27. A wheel (3) with a wheel brake disc (1) according to one of claims 1-26.